CN1657703A - 城市路网车流平面无交叉互通方法及其设施 - Google Patents

Abstract

本发明城市路网车流平面无交叉互通方法是：在干道路口的两侧或支路上设有转向盘；干道车流直行通过路口，需左转弯的车辆在到达转向盘后左转调头，返回至路口时右转弯；需左转弯或横穿干道的支路车辆在到达路口时，先右转弯与干道车流同向并行至转向盘后左转调头，再并入干道同向车流继续直行或至路口右转弯。转向盘由承重骨架和两个扇形面板(24)、制动杆(40)和跷板(27)或滚筒组构成；承重骨架的“十”字梁，其中心交点与基座(41)活动连接，其四个端点各有一个与环形轨道(23)滚动连接的滚轮或滚珠(31)；两个扇形面板对角排列，其径向和圆弧斜边为坡面。本发明解决了车辆左转弯的问题，可使交通路口畅通，车流不间断。

Description

城市路网车流平面无交叉互通方法及其设施

技术领域

本发明涉及城市交通领域，特别是一种城市路网车流平面无交叉互通方法及其设施。

背景技术

愈来愈拥堵的交通，已越来越难以适应城市发展：路口人车混流交叉、红绿灯多、有效通行时间少(直行、左转弯所用时间分别是1/4运行，3/4停等)、车辆制动(停车、起动)频率高、车速慢(美国道路通行能力手册将城市干道车速为22km/h以下的不稳定车流称为拥挤车流，而目前在我国大城市运营速度平均仅为12-18km/h)、耗油量及尾气排放增加；天桥与地下通道人们上下不便；“斑马线”上人车争道抢行，交通事故频发；从整个城市节点看，停车与通行时间等值，加上一部分不能利用的黄灯等“清空损失”，每天无效地浪费通行时间一大半；人行横道红灯每分钟还会造成5～5％的路面空置；立交桥造价高、占地面积大，且只是将阻塞的地点发生了转移。

北京市立交桥、环道和路宽不断地建、修、扩，只是导致了塞车现象不断“加重”；其西单平面立交，也没有摆脱交通信号控制及特殊的局部环境要求……。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种快捷、实用和经济的城市路网车流平面无交叉互通方法及其设施，以解决上述城市交通拥堵这一“时代难题”，实现“路不在宽而在畅”之目的。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下：

本发明提供的城市路网车流平面无交叉互通方法，即：

a.在干道路口的两侧分别设有转向盘，或在支路上设有转向盘。

b.主干道或次干道车辆分流：

车流直行通过路口不减速停车；需左转弯的车辆在到达路口后，继续直行至转向盘左转调头，再与同向车流并行返回至路口时右转弯，从而实现车辆分流平面无交叉互通之目的。

c.支路车辆分流：

支路车辆若需左转弯或横穿干道，在到达路口时，先右转弯与主干道或次干道车流同向并行至转向盘左转调头，再并入干道同向车流，继续直行或至路口右转弯，至此也实现车辆分流平面无交叉互通之目的。

本发明提供的城市路网车流平面无交叉互通设施，包括分别设在干道路口两侧的转向盘，或在支路上的转向盘。转向盘为纵向倾斜地设在道路的中心线上的活动转盘，其结构是：由承重骨架和位于其上方的两个扇形面板、制动杆和跷板或滚筒组构成；承重骨架由“十”字梁和与之连接的斜粱及横梁构成，“十”字梁的中心交点由轴与基座活动连接，“十”字梁的四个端点各有一个滚轮或滚珠，它们与基座上的环形轨道滚动连接；两个扇形面板对角排列，它们的径向斜边和圆弧斜边为坡面。

本发明具有如下的主要优点：

其一.为解决城市交通拥堵这个一直困挠世人的难题，在不建造立交桥无红绿灯控制情况下，提供了疏通交通路口的简捷和实用的新方法：车辆直行，左、右转弯均无交叉的平面互通，免除交通信号控制，人车各行其道。

其二.左转弯是各种立交桥设计的核心问题。在一般立交桥上，车要调头，至少需要在立交桥上绕行1公里。由于本发明别具匠心，提供了转向盘这种纵向倾斜地设在道路的中心线上的活动转盘，因此能够以最经济和实用的方式解决了车辆左转弯的问题，可使交通路口畅通，车流不间断。

其三.充分挖掘和发挥现有道路的潜力和功能：从城市路网整体看，可增加和提高通行时效和路面利用率、运营速度达两倍甚至四倍以上，使城市路网运营安全和高速流畅。

其四.由于设置了矮拱桥式供行人过街的“T”或“工”字形隧道，可使行人过街通行不与车争道，从而能够消除“斑马线”人车争道引发的交通事故。

其五.投入少：与建造立交桥等相比，可节省巨额资金和宝贵的土地资源。

其六.有利于城市建设，还城市自然景观与生态风貌。

附图说明

图1是本发明平面互通车辆行驶状况及行人过街通行示意图。

图2是图1中匝道19下方的纵、横向人行通道3的侧视图。

图3是图1中位于道路中心线7上的大车转向盘9和15的结构示意图。

图4是图3中的一个扇形面板24(即图中标有(A)的扇形面板)过圆心的纵向切面图。

图5是图1中位于道路中心线7上的小车转向盘10和14的结构示意图。

图6是图5中位于标有(A)的扇形面板24上的两排滚筒组的滚筒45外切示意图。

图7是图5中位于标有(A)的扇形面板24上的下排滚筒组的滚筒45连接示意图。

图8是图5中标有(A)的扇形面板24上的纵向切面放大示意图。

图9为图5中D-D剖视放大图，该图未画扇形面板24、制动杆40、球铰链39、铰支38、固定轴32、护桩22和上排滚筒组等部件。

图1中：1.次干道N方向；2.人行道；3.匝道下纵、横向人行通道；4.支路；5.“T”字形隧道；6.隧道进出口；7.道路中心线；8.地桩；9.大车转向盘；10.小车转向盘；11.“工”字形隧道；12.次干道S方向；13.路口；14.小车转向盘；15.大车转向盘；16.矮拱桥下行人过街通道；17.小车停车场；18.矮拱桥。

图2中：19.匝道。

图3中：20.套筒；21.护套；22.护桩；23.环形轨道；24.扇形面板；25.圆弧斜边；26.斜梁；27.跷板；28.骨架；29.开口；30.横梁；31.滚轮或滚珠；32.定轴；33.扭转弹簧；34.“十”字梁；35.径向斜边；36.轴；37.扭转弹簧；38.铰支；39.球铰链；40.制动杆。

图4中：41.基座。

图5中：42.压缩弹簧；43.支杆；44.带棘轮的小滚轮；45.滚筒；46.带棘轮的大滚轮；47.闸瓦；48.骨架；49.滑杆；50.护套；51.滚珠。

具体实施方式

本发明是一种城市路网车流平面无交叉互通方法及其设施。

一.城市路网车辆分流平面无交叉互通方法

a.在干道路口的两侧分别设有转向盘，或在支路上设有转向盘。

b.主干道或次干道车辆分流：

车流直行通过路口不减速停车；需左转弯的车辆在到达路口后，继续直行至转向盘左转调头，再与同向车流并行返回至路口时右转弯，从而实现车辆分流平面无交叉互通目的。

c.支路车辆分流：

支路车辆若需左转弯或横穿干道，在到达路口时，先右转弯与干道车流同向并行至转向盘左转调头，再并入干道同向车流，继续直行或至路口右转弯，至此也实现车辆分流平面无交叉互通之目的。

上述转向盘数量以及与路口的距离可根据车流量及流速而定，一般情况下一侧转向盘与路口的距离至少为90m。若两路口间距小于180m，则两路口互相设置转向盘。转向盘为供大车或小车使用的活动转盘。

在干道或支路的路口处设有供行人过街的“T”或“工”字形隧道，隧道有3～4个路边行人出入口。

二.城市路网人车分流设施

其包括设在干道路口两侧的转向盘，或在支路上的转向盘，以及人行通道。

转向盘为纵向倾斜地设在道路的中心线7上的活动转盘，倾斜角度为转盘盘面与地面夹角是1～3度，以利车辆绕轴作向心性转向。其结构如图3至图9所示：由承重骨架和位于其上方的两个扇形面板24、制动杆40和跷板27或滚筒组构成。承重骨架由“十”字梁34和与之连接的斜粱26及横梁30构成，这种结构可增强扇形面板24的承重力。“十”字梁34，其中心交点由轴36与基座41活动连接，其四个端点各有一个滚轮或滚珠31，它们与镶嵌于基座41上的环形轨道23滚动连接。两个扇形面板24可由钢板或合金板等材料制成，它们对角排列，并且它们的径向斜边35和圆弧斜边25为坡面。

转向盘可根据车辆有前、后轮驱动及车身长短(目前国家标准直径10～16m或5～7m)分为两种：设置两个跷板27的目的是为大车服务的，例如后轮驱动的客车等，设有两个跷板27的转向盘，可称为大车转向盘9和15。设置两个滚筒组的目的是为小车服务的，例如前、后轮驱动的轿车等，设有两个滚筒组的转向盘，可称为小车转向盘10和14。转向盘靠车辆驱动运转，其停止由制动机构控制，该机构包括设在大车转向盘的两个跷板27的制动杆40，以及设在小车转向盘的两个扇形面板24上方的制动杆40和滑杆49。

上述大车转向盘的两个跷板27分别位于与之对应的扇形面板24的开口29处。每个跷板设有方形或其它形状的骨架28，其一边为定轴32，另一边与制动杆40的一端以铰支38相连。定轴32的一端固定在“十”字梁34上，另一端固定在斜梁26上，并分别安装可使跷板27复位的扭转弹簧37和33。扭转弹簧37和33可由固定在横梁30的压缩弹簧42替换。制动杆40的另一端装有套筒20，其杆体上还装有两个护套21。在套筒20被基座41上的地桩8阻挡时，制动杆40处于静止状态，同时两个护套21与两个护桩22接触，两个护桩22交错排列且固定在承重骨架“十”字梁34上；护套21和护桩22起保护制动杆40的作用。反之，当大车行驶至前轮踏上跷板27时，制动杆40利用杠杆原理以固定在“十”字梁34上的球铰链39为支点翘起，此时套筒20离开地桩8。基座41是一种带有坡度的圆形路面，以下同。地桩8为固定阻挡件。

上述小车转向盘的两个滚筒组分别位于与之对应的扇形面板24开口29处。每个滚筒组分为两排，上排滚筒组设有3～6根滚筒45，它们呈弧形状排列在骨架48上，下排滚筒组设有2～5根滚筒45，并且在车辆前轮踏上上排滚筒组时，两排滚筒组的滚筒接触且以二对一方式互相外切(见图6)，以便由前轮驱动的车辆利用滚筒外切产生的摩擦力驱动下排滚筒组滚轮在环形轨道23的轨道上运转，驱使整个转向盘转动，从而达到车辆左转弯之目的。

下排滚筒组的每根滚筒45的一端由轴承座与“十”字梁34相连，另一端装有带棘轮的滚轮，该滚轮与环形轨道23滚动连接。下排滚筒组中，处于外端两根滚筒45所装的滚轮是带棘轮的大滚轮46，居中的两根滚筒45所装的滚轮是带棘轮的小滚轮44；另外，这四根滚筒45由支杆43上的轴承瓦连接；这种设计可使下排滚筒组中的四个滚筒45的滚轮与环形轨道23的轨道面更好地接触。滑杆49是一根长度为转向盘直径加地桩8半径2/3的直杆，其横切面为方形，滑杆由钢材或其它材料制成。滑杆49与下排滚筒组相应部位固定两组方向相反的2～5个闸瓦，下排滚筒组的滚筒45的转动由滑杆49的闸瓦47控制，滑杆49中部活动穿过轴36，在护套50的端头装有滚珠51，以减少与地桩8的摩擦。并且地桩8改为转动的阻挡件，其半径长度的2/3为图9中闸瓦47的可移动距离。上排滚筒组的滚筒45的复位由压缩弹簧42完成。

滚筒45可由钢材或其它材料制成，其外围包有橡胶或聚氨脂层或其它耐磨材料。

如图1、图2所示：上述人行通道是在干道或支路的路口处设有供行人过街的“T”字形隧道5或“工”字形隧道11；隧道有3～4个路边行人出入口6。若两路口与转向盘间相距较远，可每80～100m设置一个行人过街隧道16。隧道可设计为矮拱桥18，以兼顾坡度对车速、油耗的影响与人行的便利，即路面与地下开挖凹槽相结合，其高度分别各占多少比例及通道宽度，可根据周边地貌和地下排水设施而因地制宜，其净空高度一般为1.9～2.2m。小车在经过矮拱桥18后，除继续直行外，还可将车停于道路中心小车停车场17，司乘人员可通过该停车场的四角矮拱桥下行人过街隧道16进出。序号3是匝道19下方纵、横向人行通道。

如图1所示：在两路口间距大于180m时，大车转向盘9和小车转向盘10位于路口13的左侧，大车转向盘15和小车转向盘14位于路口13的右侧。大车转向盘9和15结构相同，同理小车转向盘10和14结构也相同。转向盘纵向倾斜地设在道路的中心线7上，以利车辆驱动转向盘绕轴作向心性转向，其类似火车转弯的原理。

下面结合附图简述一下本发明的工作过程。

如图1所示：不论干道、支路、还是借道横穿，车辆前行的三个方向：直行和左、右转弯(以箭头表示)，只有并行或交织行驶(一般交织行驶距离约90m以上，其交织角度为零，行驶速度可达45km/h)，均无交叉。左转弯或横穿，只需经转向盘调头行驶即可。干道车辆需左转弯，如从E向W方向行驶，希望到次干道S方向12，则在到达路口13时，继续直行至转向盘10或9，左转调头，返回至路口13，向右行驶转弯至次干道S方向12。次干道或支路车辆若需左转弯或横穿干道，如次干道S方向12的车辆，希望横穿干道到次干道N方向1，则在到达路口13时右转弯，交织行驶至转向盘14或15，左转调头，再返回路口13向右行驶转弯即可。序号2和4分别是普通人行道和支路。E、W、S和N分别表示东、西、南和北方向。

1.大车或者由后轮驱动的小车进行左转弯或横穿过程：

当车辆由路口13行驶至例如大车转向盘15时，若汽车前轮驶上其一侧即图3中标有(A)的扇形面板24时，跷板27在汽车重力的作用下被压下，于是与骨架28铰链的制动杆40利用杠杆原理以固定在“十”字梁34上的球铰链39为支点翘起，此时套筒20离开地桩8；这样，在汽车后轮的驱动下，车身随着扇形面板24也就是大车转向盘15绕轴36转动180度，此时，对角另一侧即图3中标有(B)的扇形面板24上的跷板27因无重载，该跷板在扭转弹簧37及33的作用下跷起，制动杆40落下，其套筒20被地桩8阻挡，使转向盘制动，汽车驶离转向盘完成左转向，再与同向车流并行返回至路口13时右转弯，从而实现车辆分流平面无交叉互通之目的。

2.由前轮驱动的小车进行左转弯或横穿过程：

当车辆由路口13行驶至例如小车转向盘14时，若汽车前轮驶上其一侧即图5中标有(C)的扇形面板24时，上排滚筒组在汽车重力的作用下被压下与下排滚筒组接触且以二对一方式互相外切(图6)，同时制动杆40翘起而脱离地桩8的阻挡(其动作见前述)，于是在汽车前轮的驱动下，车身随着整个转向盘利用滚筒外切产生的摩擦力驱动下排滚筒组滚轮在环形轨道23的轨道上运转180度，此时，对角另一侧即图5中标有(E)的扇形面板24上的滑杆顶部滚珠51与地桩8相转动接触，推动滑杆滑动，于是其上的制动闸瓦47接触滚轮45使下排滚筒组制动(见图9)；扇形面板24上的上排滚筒组因无重载，在压缩弹簧43的作用下跷起，制动杆40落下，其套筒20被地桩8阻挡，使转向盘制动，汽车驶离转向盘完成左转向，再与同向车流并行返回至路口13时右转弯，从而实现车辆分流平面无交叉互通之目的。

Claims (10)

1.一种城市路网车流平面无交叉互通方法，其特征是城市路网车辆分流平面无交叉互通方法：

a.在干道路口的两侧分别设有转向盘，或在支路上设有转向盘，

b.主干道或次干道车辆分流：

车流直行通过路口不减速停车；需左转弯的车辆在到达路口后，继续直行至转向盘左转调头，再与同向车流并行返回至路口时右转弯，从而实现车辆分流平面无交叉互通之目的，

c.支路车辆分流：

支路车辆若需左转弯或横穿干道，在到达路口时，先右转弯与干道车流同向并行至转向盘左转调头，再并入干道同向车流，继续直行或至路口右转弯，至此也实现车辆分流平面无交叉互通之目的。

2.根据权利要求1所述的城市路网车流平面无交叉互通方法，其特征是位于在干道路口的两侧分别设有的转向盘，或在支路上设有的转向盘，它们与路口中心点的距离至少为90m；在次干道的两个路口的间距小于180m时，则在每个路口设置转向盘。

3.根据权利要求1或2所述的城市路网车流平面无交叉互通方法，其特征在于所述的转向盘是供大车或小车使用的活动转盘，其纵向倾斜地设在道路的中心线(7)上。

4.根据权利要求1所述的城市路网车流平面无交叉互通方法，其特征是在干道或支路的路口处设有供行人过街的“T”或“工”字形隧道，隧道有3～4个路边行人出入口。

5.一种城市路网车流平面无交叉互通设施，其特征在于所述的设施包括分别设在干道路口两侧的转向盘，或在支路上的转向盘，转向盘是纵向倾斜地设在道路的中心线上的活动转盘，其结构是：由承重骨架和位于其上方的两个扇形面板(24)、制动杆(40)和跷板(27)或滚筒组构成；承重骨架由“十”字梁(34)和与之连接的斜粱(26)及横梁(30)构成，“十”字梁的中心交点由轴(36)与基座(41)活动连接，“十”字梁的四个端点各有一个滚轮或滚珠(31)，并与基座(41)上的环形轨道(23)滚动连接；两个扇形面板(24)对角排列，它们的径向斜边(35)和圆弧斜边(25)为坡面。

6.根据权利要求5所述的城市路网车流平面无交叉互通设施，其特征是两个跷板(27)分别位于与之对应的扇形面板(24)的开口(29)处；每个跷板设有骨架(28)，其一边为定轴(32)，另一边与制动杆(40)的一端以铰支(38)相连；定轴(32)的一端固定在“十”字梁(34)上，另一端固定在斜梁(26)上，并分别安装使跷板(27)复位的扭转弹簧(37)和(33)；制动杆(40)的另一端装有套筒(20)，其杆体上还装有两个护套(21)，该护套与交错排列且固定在“十”字梁(34)的两个护桩(22)接触时相连；制动杆(40)是杠杆，其支点是固定在“十”字梁(34)上的球铰链(39)。

7.根据权利要求6所述的城市路网车流平面无交叉互通设施，其特征是两个滚筒组分别位于与之对应的扇形面板(24)上方；每个滚筒组分为两排，上排滚筒组设有3～6根滚筒(45)，它们呈弧形状排列在骨架(48)上，下排滚筒组设有2～5根滚筒(45)，并且两排滚筒组的滚筒接触时以二对一方式互相外切；下排滚筒组的每根滚筒(45)的一端由轴承座与“十”字梁(34)相连，另一端装有带棘轮的滚轮，该滚轮与环形轨道(23)滚动连接；下排滚筒组的四根滚筒(45)由支杆(43)上的轴承瓦连接，其转动由滑杆(49)的闸瓦(47)控制；滑杆(49)的中部活动穿过轴(36)，其两端装有护套(50)，在护套(50)的端头装有滚珠(51)；“十”字梁(34)的横梁(30)装有使上排滚筒组的复位的压缩弹簧(42)。

8.根据权利要求7所述的城市路网车流平面无交叉互通设施，其特征在于所述的滚筒(45)由钢材制成，其外围包有橡胶或聚氨脂层。

9.根据权利要求5所述的城市路网车流平面无交叉互通设施，其特征在于所述的设施还包括人行通道，即在干道或支路的路口处设有供行人过街的“T”字形隧道(5)或“工”字形隧道(11)，隧道有3～4个路边行人出入口(6)。

10.根据权利要求9所述的城市路网车流平面无交叉互通设施，其特征在于所述的隧道设计为矮拱桥式，其净空高度为1.9～2.2m。

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